Гібридний постійнострімовий автоматичний вимикач

Більшість прямопротокових пластмасових автоматичних вимикачів використовують природне повітряне гасіння дуги, і зазвичай існує два методи гасіння: один - це традиційне відкривання і закривання, де контакти осьово розтягують дугу, а провідний контур створює магнітне поле, яке загинає і розтягує дугу, витягуючи її вздовж перпендикулярно до осі дуги. Це не тільки збільшує довжину дуги, але й спричиняє бічний рух, що дозволяє повітрю охолодити дугу для її гасіння.

Інший метод полягає у тому, що дуга за допомогою своєї електромагнітної сили або магнітного поля від магнітного куліна відводиться в канал гасіння дуги, що призводить до швидкого гасіння. Коли струм опадає нижче певного значення (критичний струм навантаження), при традиційному відкриванні дугу неможливо ефективно погасити. У цей момент сила магнітного куліна слабка, надаючи недостатньої сили для руху дуги, що заважає дузі потрапити в канал гасіння. В результаті канал гасіння стає неефективним, що призводить до затримки і постійного горіння дуги, значно продовжуючи час роз'єднання або навіть призводячи до невдалого роз'єднання. Тому технічна оптимізація необхідна під час роз'єднання при критичному струмі навантаження, щоб забезпечити швидке гасіння дуги.

Зміст корисної моделі

Наступна корисна модель має на меті подолати недоліки існуючої технології, особливо надто довгий час горіння дуги під час роз'єднання при критичному струмі навантаження, надаючи гібридний прямопротоковий автоматичний вимикач. Цей пристрій може самостійно визначати, чи знаходиться струм навантаження на критичному рівні під час роз'єднання вимикача, і, якщо так, автоматично використовувати метод комутації струму для швидкого гасіння дуги, що виникає при критичному струмі навантаження.

Наступна корисна модель використовує наступне технічне рішення для вирішення зазначеного питання: Гібридний прямопротоковий автоматичний вимикач, який складається з першого механічного вимикача, з'єднаного в серію в основному контурі, комутаційного контуру, з'єднаного паралельно з першим механічним вимикачем, і приводного контуру для активування комутаційного контуру при живленні. Гібридний прямопротоковий автоматичний вимикач також включає:

• Перехідне живлення, чиї два входи з'єднані з обох кінців першого механічного вимикача;

• Контур затримки, з'єднаний в серію між виходом перехідного живлення та входом приводного контуру, реалізований через апаратні засоби, щоб затримати вихід перехідного живлення на передвизначений перший час затримки перед відправкою його до приводного контуру; сума першого часу затримки та часу установки перехідного живлення становить час затримки приводу, який більший за час горіння дуги гібридного прямопротокового автоматичного вимикача при некритичному струмі навантаження;

• Другий механічний вимикач, з'єднаний в серію з першим механічним вимикачем в основному контурі. Другий механічний вимикач механічно з'єднаний з першим механічним вимикачем, але працює з передвизначеною затримкою відносно першого вимикача. Цей передвизначений час менший за різницю між часом затримки приводу та часом горіння дуги при некритичному струмі навантаження.

Крім того, контур затримки також використовується для зупинки живлення приводного контуру після відправки виходу перехідного живлення до приводного контуру і утримання його на другий час затримки. Найкраще, якщо контур затримки складається з двох RC розрядних контурів, з'єднаних через оптопару.

Порівняно з відомим технічним рішенням, технічне рішення наступної корисної моделі має наступні переваги: Звертаючись до проблеми гасіння дуги при критичному струмі навантаження в прямопротокових автоматичних вимикачах, наступна корисна модель додає комутаційний контур до існуючої схеми гасіння, і за допомогою чисто апаратного підходу дозволяє вимикачу самостійно визначати, чи знаходиться струм навантаження на критичному рівні під час роз'єднання. При роботі при критичному струмі навантаження, пристрій самостійно використовує метод комутації для швидкого і вибіркового гасіння дуги, що виникає при таких умовах.

Як показано на рисунку 3, процес роботи та принцип гібридного прямопротокового автоматичного вимикача в цьому виконанні такі:

• Від моменту 0 до T₀ система працює в нормальному режимі. Перший механічний вимикач і другий механічний вимикач замкнені. Контур перехідного живлення не живлений, і комутаційний контур неактивний.

• Починаючи з моменту T₀, рухомі та фіксовані контакти першого механічного вимикача починають фізичне розділення, створюючи дугу між своїми кінцями. Контур перехідного живлення використовує напругу дуги як джерело живлення і починає створювати свій вихід. Якщо вимикач роз'єднує струм, який не є критичним, час горіння дуги становить від T₀ до T₁, і форма напруги дуги Uarc₁. Якщо вимикач роз'єднує критичний струм навантаження, час горіння дуги продовжується від T₀ до T₂, і форма напруги дуги Uarc₂.

Комутаційний контур, використаний в цій корисній моделі, активується лише при низькострумових критичних умовах. Тому він не потребує компонентів комутації з високим номінальним струмом, що призводить до нижчої вартості побудови комутаційного контуру. Більше того, контроль комутації реалізований цілком через апаратні контури, що елімінує потребу у логічних контрольних блоках або складних алгоритмах контролю.